介紹C# Raw Socket
談起C# Raw Socket編程，大家也許會(huì)想起QQ和IE，沒(méi)錯(cuò)。還有許多網(wǎng)絡(luò)工具如P2P、NetMeeting等在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序，也是用Socket來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Socket是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)編程接口，實(shí)現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層，Windows Socket包括了一套系統(tǒng)組件，充分利用了Microsoft Windows 消息驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)。Socket規(guī)范1.1版是在1993年1月發(fā)行的，并廣泛用于此后出現(xiàn)的Windows9x操作系統(tǒng)中。Socket規(guī)范2.2版（其在Windows平臺(tái)上的版本是Winsock2.2，也叫Winsock2）在 1996 年 5 月發(fā)行，Windows NT 5.0及以后版本的Windows系統(tǒng)支持Winsock2，在Winsock2中，支持多個(gè)傳輸協(xié)議的原始套接字，重疊I/O模型、服務(wù)質(zhì)量控制等。
本文向大家介紹Windows Sockets的一些關(guān)于用C#實(shí)現(xiàn)的原始套接字(Raw Socket)的編程，以及在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)封包監(jiān)視技術(shù)。同Winsock1相比，Winsock2最明顯的就是支持了Raw Socket套接字類(lèi)型，使用Raw Socket，可把網(wǎng)卡設(shè)置成混雜模式，在這種模式下，我們可以收到網(wǎng)絡(luò)上的IP包，當(dāng)然包括目的不是本機(jī)的IP包，通過(guò)原始套接字，我們也可以更加自如地控制Windows下的多種協(xié)議，而且能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)底層的傳輸機(jī)制進(jìn)行控制。
在本文例子中，我在nbyte.BasicClass命名空間實(shí)現(xiàn)了C# Raw Socket類(lèi)，它包含了我們實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包監(jiān)視的核心技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)類(lèi)之前，需要先寫(xiě)一個(gè)IP頭結(jié)構(gòu)，來(lái)暫時(shí)存放一些有關(guān)網(wǎng)絡(luò)封包的信息：
- public struct IPHeader
- {
- [FieldOffset(0)] public byte ip_verlen; //I4位首部長(zhǎng)度+4位IP版本號(hào)
- [FieldOffset(1)] public byte ip_tos; //8位服務(wù)類(lèi)型TOS
- [FieldOffset(2)] public ushort ip_totallength; //16位數(shù)據(jù)包總長(zhǎng)度（字節(jié)）
- [FieldOffset(4)] public ushort ip_id; //16位標(biāo)識(shí)
- [FieldOffset(6)] public ushort ip_offset; //3位標(biāo)志位
- [FieldOffset(8)] public byte ip_ttl; //8位生存時(shí)間 TTL
- [FieldOffset(9)] public byte ip_protocol; //8位協(xié)議(TCP, UDP, ICMP, Etc.)
- [FieldOffset(10)] public ushort ip_checksum; //16位IP首部校驗(yàn)和
- [FieldOffset(12)] public uint ip_srcaddr; //32位源IP地址
- [FieldOffset(16)] public uint ip_destaddr; //32位目的IP地址
- }
這樣，當(dāng)每一個(gè)封包到達(dá)時(shí)候，可以用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)化把包中的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)IPHeader對(duì)象。
下面就開(kāi)始寫(xiě)Raw Socket類(lèi)了，一開(kāi)始，先定義幾個(gè)參數(shù)，包括：
- private bool error_occurred; //套接字在接收包時(shí)是否產(chǎn)生錯(cuò)誤
- public bool KeepRunning; //是否繼續(xù)進(jìn)行
- private static int len_receive_buf; //得到的數(shù)據(jù)流的長(zhǎng)度
- byte [] receive_buf_bytes; //收到的字節(jié)
- private Socket socket = null; //聲明套接字
還有一個(gè)常量：
- const int SIO_RCVALL = unchecked((int)0x98000001);//監(jiān)聽(tīng)所有的數(shù)據(jù)包
這里的SIO_RCVALL是指示Raw Socket接收所有的數(shù)據(jù)包，在以后的IOContrl函數(shù)中要用，在下面的構(gòu)造函數(shù)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一些變量參數(shù)的初始化：
- public RawSocket() //構(gòu)造函數(shù)
- {
- error_occurred=false;
- len_receive_buf = 4096;
- receive_buf_bytes = new byte[len_receive_buf];
- }
下面的函數(shù)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建Raw Socket，并把它與終結(jié)點(diǎn)（IPEndPoint：本機(jī)IP和端口）綁定：
- public void CreateAndBindSocket(string IP) //建立并綁定套接字
- {
- socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Raw, ProtocolType.IP);
- socket.Blocking = false; //置socket非阻塞狀態(tài)
- socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(IP), 0)); //綁定套接字
- if (SetSocketOption()==false) error_occurred=true;
- }
其中，在創(chuàng)建套接字的一句Socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Raw, ProtocolType.IP);中有3個(gè)參數(shù)：
***個(gè)參數(shù)是設(shè)定地址族，MSDN上的描述是“指定 Socket 實(shí)例用來(lái)解析地址的尋址方案”，當(dāng)要把套接字綁定到終結(jié)點(diǎn)（IPEndPoint）時(shí)，需要使用InterNetwork成員，即采用IP版本4的地址格式，這也是當(dāng)今大多數(shù)套接字編程所采用一個(gè)尋址方案（AddressFamily）。
第二個(gè)參數(shù)設(shè)置的套接字類(lèi)型就是我們使用的Raw類(lèi)型了，SocketType是一個(gè)枚舉數(shù)據(jù)類(lèi)型，Raw套接字類(lèi)型支持對(duì)基礎(chǔ)傳輸協(xié)議的訪問(wèn)。通過(guò)使用 SocketType.Raw，你不光可以使用傳輸控制協(xié)議(Tcp)和用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(Udp)進(jìn)行通信，也可以使用網(wǎng)際消息控制協(xié)議 (Icmp) 和 Internet 組管理協(xié)議 (Igmp) 來(lái)進(jìn)行通信。在發(fā)送時(shí)，您的應(yīng)用程序必須提供完整的 IP 標(biāo)頭。所接收的數(shù)據(jù)報(bào)在返回時(shí)會(huì)保持其 IP 標(biāo)頭和選項(xiàng)不變。
第三個(gè)參數(shù)設(shè)置協(xié)議類(lèi)型，Socket 類(lèi)使用 ProtocolType 枚舉數(shù)據(jù)類(lèi)型向 Windows Socket API 通知所請(qǐng)求的協(xié)議。這里使用的是IP協(xié)議，所以要采用ProtocolType.IP參數(shù)。以上介紹C# Raw Socket
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